Naslov
Optimiranje polimernih milireaktora izrađenih aditivnom proizvodnjom
(Optimization of polymeric millireactors produced by additive manufacturing)

Autori
Lukić, Marija

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Mjesto
Zagreb

Datum
11.11

Godina
2021

Stranica
179

Mentor
Vrsaljko, Domagoj

Ključne riječi
aditivna proizvodnja, milireaktor, statičke miješalice, FAME
(additive manufacturing, millireactor, static mixers, FAME)

Sažetak
Ovim istraživanjem razrađen je novi pristup izrade jednostavnih cijevnih polimernih milireaktora i polimernih milireaktora sa statičkim miješalicama pomoću tehnologija aditivne proizvodnje u svrhu olakšavanja istraživanja intenzifikacije procesa. Izrađeni su reaktori različitih dimenzija kanala, a u uspješno izrađene milireaktore dodane su pregrade, odnosno statičke miješalice. Princip proizvodnje dodavanjem materijala u slojevima omogućuje oblikovanje složenih geometrijskih struktura unutar kanala. Statičke miješalice stvaraju veće međufazne površine između reaktanata pa je ispitana i primjenjivost milireaktora na reakcije u višefaznim, nemješljivim sustavima. Za modelnu reakciju odabrana je transesterifikacija suncokretova ulja u metilne estere masnih kiselina (FAME). Konverzija, a time i uspješnost prijenosa tvari i energije praćena je infracrvenom spektroskopijom (FTIR), plinskom kromatografijom (GC) i nuklearnom magnetskom rezonancijom (1H NMR). Dobiveni rezultati prestavljaju doprinos upotrebi milireaktora i milireaktora sa statičkim miješalicama kao i reaktorima s oscilirajućim tokom fluida kao zamjenu za već dobro poznate mikroreaktore u kojima je proizvodni volumen manji, a pad tlaka veći nego u milireaktorima. Analizirane su vrste strujanja te su ispitani prijenos tvari i bezdimenzijske značajke u svim uspješno konstruiranim reaktorskim sustavima. Rezultati ukazuju na činjenice da dulja vremena zadržavanja u milireaktorima daju veće konverzije, kao i više temperature i uži kanali. Kod reaktora s oscilirajućim tokom fluida zbog drugačijeg mehanizma miješanja dolazi do još veće intenzifikacije s obzirom na milireaktore s pregradama. U posljednjem dijelu istraživanja posvećena je pažnja fizikalno-kemijskim svojstvima materijala korištenih za 3D-ispis kako bi se primjena takvih reaktorskih sustava mogla ostvariti i u drugim kemijskim sintezama. U tu svrhu, komercijalno dostupnim polimernim materijalima ispitana su toplinska svojstva, slobodna površinska energija i otpornost na bubrenje u raznim kapljevinama s kojima bi proizvedeni milireaktori mogli doći u kontakt.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo, Temeljne tehničke znanosti, Interdisciplinarne tehničke znanosti

POVEZANOST RADA